在要求减少废气排放和改善燃油经济性的严苛法规的推动下，制造商们花了大量时间来改进燃烧过程：他们尝试过提早开启进气阀门（称之为米勒循环），然后延迟关闭阀门（通常称之为阿特金森循环），他们甚至试图想要制造一种混合动力火花/压缩点火发动机（匀质压燃）-结果都不尽如人意。

问题在于，奥托循环发动机的改变只能在一定的操作条件下，这也意味着要在较大操作范围内维持发动机的性能可变气门正时技术是必不可少的。对目前机械阀内燃机来说还难以达到。

通常凸轮轴每个气门上只有一个凸角，气门的持续时间和升程是固定的。当代大多数车的发动机配备了凸轮轴，在运行期间调整气门升程和开启持续时间也取得了一定的成绩。

一些制造商采用不止一个凸轮的系统，但是这也只是因为只有少数几个配置文件可以同时运行。

气动-液压-电动混合执行器正在逐步替代凸轮轴

和无凸轮轴发动机不同，它是通过电子程序来控制气动、液压等执行器，来直接对气门进行控制。这也使得通过气门的持续时间和升程做到高精准的进气和排气控制 ：进、排气汽门的正时和升程都能独立进行程式化和控制。

虽然这套系统可以完全控制进气和排气功能，同时也设计更加紧凑（4缸-20公斤，高50mm*长70mm）但是气动和液压压力的精确控制对系统的有效运行是至关重要的。

在开发过程总绘制压力图

为了绘制出不同发动机转速和负载下气门运行所需的操作压力，实时准确地测量压力是非常关键的。

这本身就是一项壮举：不仅需要使用压力变送器来确保在较大工作温度范围下的精确压力，而且必须要设计紧凑，抗震，并且能够承受发动机室的热机油和其他化学物质的腐蚀。

世界上只有为数不多的供应商能够提供高质的实验室级别的压力变送器，重要的是任何研发团队都会采用可信赖的变送器来开发无凸轮轴发动机的气门结构。

使用这种技术的核心是驱动气门开启/关闭的气压以及充当阻尼器和保持气门常开的液压在开发过程中被精确的绘制出来。

这些测量出来的压力受控于确定升程的电子控制装置，加速和持续时间取决于发动机负荷，速度和外界条件。

如果研发团队取得里这项科研的成功，那么回报则是相当可观的：从1.6升发动机中产生超过170KW 和320Nm的扭矩。四缸发动机比同等配备凸轮轴的发动机提升了47%的功率和45%的扭矩。同时也降低了15%的油耗。

尽管一个多世纪以来凸轮轴一直是四冲程发动机的核心，但在不久的将来，通过液压气动控制的气门产品将大大提升内燃机的性能。